浅谈工业4.0下的汽车低碳“智造”之路

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈工业 4.0 下的汽车低碳“智造”之 路 【摘 要】工业 4.0 是是由德国政 府德国 2020 高技术战略中所提出 的十大未来项目之一，核心是将网络化 和智能化引入到生产过程中，较大程度 降低对劳动力的依赖，提高制造业生产 力与竞争力。本文针对汽车行业的高效 低碳排放要求，结合工业 4.0 战略的发 展趋势，对汽车制造企业的智能化技术 和信息化手段展开论述。 中国论文网 /1/view-12948761.htm 【关键词】工业 4.0；汽车低碳 技术；智能制造 “工业 4.0”是以智能制造为主导 的第四次工业革命，是由德国联邦教研 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 部与联邦经济技术部在 2013 年汉诺威 提出的战略概念，旨在通过充分利用信 息通讯技术和信息物理系统（Cyber Physical System，CPS）和信息通讯技 术相结合的方式，将制造业向智能化转 型。 “中国制造 2025”是中国实施制造强 国战略的第一个 10 年行动纲领，意在 全面提升中国制造业发展的质量和水平， 并降低总体生产活动的碳排放。随着两 国经济往来日益密切， “中国制造 2025” 与德国“工业 4.0”逐渐深入对接，尤其 是在汽车产业方向，成为中德两国创新 合作促增长的示范。 一、汽车行业的智能工厂与智能 制造 近年来，全球汽车产业发展变革 在工业 4.0 的驱动下呈现出一些新趋势， 概括而言就是产品特征有变化、生产方 式有变化、使用模式有变化。 1.汽车产品的智能网联特征将更 加明显。 工业 4.0 下的汽车制造行业，就 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 是利用互联网，将智能化贯穿在生产、 物流和服务各个消费者相关的领域，主 打智能化工业技术，使汽车车间实现自 动化、智能化、互联网化的汽车生产制 造过程，包括无线射频技术、工业以太 网、在线条码、二维码比对、影像识别、 机器人等技术应用。依托信息物理系统 （CPS）和信息通信技术的结合，工厂 将引入大数据技术进行分析优化管理， 在计算机虚拟环境中，对整个生产过程 进行仿真、评估和优化，最终将实现自 动化、智能化、互联化的生产制造。实 现这种能实现这种制造方式的工厂被称 为智能工厂。工业 4.0 战略的展开方向 之一就是智能工厂。在这场新的变革中， 汽车制造商、零部件供应商、软件提供 商等站在各自需求角度对智能工厂都有 着各自的解读，也因而带来了不同层面 的实践，以及不同形态的智能制造解决 方案。 2.生产方式向智能制造转变。 工业 4.0 没有目标，而是机械化、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 数字化和无线互联相组合的新体系，这 个体系的建设永无止境。各企业都在向 着 4.0 进发，差别在于无线互联的控制 程度和智能化程度。近年来，在各大汽 车制造厂商车间，越来越多的智能化机 器手广泛应用于汽车行业的自动化、数 字化、智能化车间，已经成为汽车智能 制造的重要载体。近年来更是出现了 “无人化”车间，弧焊、点焊、装配、搬 运、 喷漆、检测、码垛、研磨抛光和 激光加工等复杂作业全部交由工业机器 人来做一条传送带，代替了人工操作， 在一定幅度上提高了生产效率与安全性。 为了适应现代汽车制造技术柔性化、 灵捷化、智能化、信息化的发展趋势， 国内汽车制造业在汽车生产中引入了自 动导引运输车（Automated Guided Vehicle，AGV） ，使汽车装配的生产组 织、信息管理和物流技术等方面实现了 质的飞跃。 同时，以大数据支持的数字化和 自动化总体策略和路径逐渐实现。汽车 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 在配置x 项变得越来越多、生产越来 越复杂的同时，汽车生产企业又希望产 品更快速的上市、更及时响应市场需求， 这本身就是相互矛盾的。因此，汽车制 造商若要维持长期的竞争优势，还离不 开维护服务这个关键环节。维护服务的 重要任务是将生产过程中产生的“大数 据”变身成为 “智慧数据”，从而帮助企 业做出明智的决策。 3. 低碳排放的智能交通体系构建 具备更好基础。 工业 4.0、低碳制造、中国制造 2025 等相关战略构想的竞争，将在很大 程度上体现为标准的竞争。随着低碳制 造的推广及技术普及，低碳概念在越来 越多行业中得以实现，低碳时代已经来 临。在交通行业，尾气、噪音都是对环 境的重要未然，就节能减排来说，智能 交通体系必须要考虑低碳排放要求。智 能交通系统作为未来交通系统的发展方 向，将先进的信息技术、数据通讯传输 技术、电子传感技术、控制技术及计算 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 机技术等有效地集成运用于整个地面交 通管理系统而建立的一种在大范围内、 全方位发挥作用的，实时、准确、高效 的综合交通运输管理系统。从这个角度 看，率先制定相关标准如汽车行业碳排 放标准，并尽可能推向国际化是有利的， 但考虑到中国汽车及相关产业的发展基 础，这项工作的难度是非常大的。与此 同时，工业 4.0 等新的理念方法在中国 汽车产业的应用，仍然是一个开放性的 新课题，先定标准很可能会抑制企业自 主进行的多样化探索及创新。 二、与低碳制造要求相关的技术 改进 随着温室效应日益严重，节能环 保成为汽车工业发展的新主题。京都议 定书限制排放的 6 种温室气体是二氧化 碳、甲烷、氮氧化物以及其他 3 种用于 取代含氯氟烃的卤烃。而这 6 种气体大 都与汽车有关，其中二氧化碳、氮氧化 物来自内燃机的燃烧，氯氟烃用于汽车 空调。由此可见，汽车工业正在面临资 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 源紧张、环境污染等挑战，同时也具有 巨大的节能减排潜力。 低碳经济发展要求汽车工业实现 低能耗、低排放，要求开发出更先进、 更环保的技术。汽车行业主要的发展方 向集中在以下几点： 1.低耗高能效的技术改进：以目 前汽车生产的主要技术为基础，以降低 能耗提高能效为目标，对汽车组件或整 车结构进行优化改进。以大众汽车集团 为例，使用环保的蓝驱技术 （BlueMotion）以实现未来在汽车制造 业的愿景。这些技术包括新的启停系统 和再生制动能量回收系统，电力驱动装 置和混合动力系统，以及新型 TSI EcoFuel 汽车所采用的智能驱动系统。 2.新能源汽车及技术：新能源汽 车是指除汽油、柴油发动机之外所有其 它能源汽车.包括燃料电池汽车、混合动 力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车 等。上海通用汽车实施面向未来的 “Green Drive 绿色科技战略” ，致力于高 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 效节能技术的研发和普及，包括混合动 力技术、高效动力总成技术、整车轻量 化及其他绿色科技应用。 3.新材料替代：因为碳纤维复合 材料可以大幅减轻车身质量，目前已经 应用在一些高端车型上，但大规模使用 一直受限于高成本。因此开发低成本碳 纤维复合材料，扩大市场应用将是未来 的重点。2012 年 4 月中旬，美国福特汽 车公司与陶氏化学签署协议，双方计划 合作开发将先进碳纤复合材料大批量应 用于汽车和卡车上的经济可行性。 4.汽车能效标准制定：随着世界 各国对能效的重视，欧盟、日本、美国 等发达国家和组织都积极建立了各种针 对能效的法律法规体系。美国政府发布 新的汽车能效标准，要求在 2025 年以 前，将汽车与轻型卡车的能效标准提高 近一倍。而我国仍未提出汽车行业降低 CO2 排放的指标。针对我国的发展现状， 仅仅考虑行驶中尾气排放的评估方式， 已经不能满足社会对于整个汽车加工行 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9